[发明专利]一种基于微纳光纤的温控可调谐光纤滤波器及其制作方法

说明书

本发明涉及一种基于微纳光纤的温控可调谐光纤滤波器及其制作方法，该温控可调谐光纤滤波器其特征是：至少包括：微纳光纤（1）和平板光波导（2），所述的微纳光纤（1）由单模光纤（3）通过熔融拉锥工艺制成两端直径不变，中间为微纳量级的腰区结构，细腰区长度至少大于或等于平板光波导（2）的长度，将微纳光纤（1）与平板光波导（2）通过光学胶（4）黏贴制成波导耦合结构。本发明提出的滤波器为全光纤结构，不仅光传输损耗低而且滤波稳定性高。通过改变温度即可实现较宽范围的带通与带阻滤波调谐，重复性较高，无需额外复杂的波长校准设备。

技术领域

本发明所属光纤技术及光学滤波技术领域，特别涉及一种基于微纳光纤的温控可调谐光纤滤波器及其制作方法。

背景技术

光滤波器是一种波长选择器件，它仅允许光信号中特定的波长或频率成分通过，而其他波长成分则会被极大地衰减。根据滤波特性的不同，光滤波器可以分为固定波长滤波器和可调谐滤波器两种。固定波长滤波器允许一个固定的、预先确定的波长通过，而可调谐滤波器则可以动态选择通过的波长或带宽。由于具有波长可调谐、滤波范围宽、插入损耗低且易于与其他光学器件连接等优点，可调谐光纤滤波器近年来已成为一种关键的基本光学元件，在光纤通信、光谱测试、光纤传感和光纤激光器等领域得到了广泛的应用。

目前技术比较成熟的可调谐光纤滤波器主要有以下几种：薄膜光滤波器型、法布里-珀罗腔型（F-P）、声光可调滤波器型、色散体光栅型和光纤光栅型。其中，F-P可调谐光纤滤波器是当前研究最多、应用最广泛的一种光滤波器。F-P可调谐滤波器是建立在法布里－珀罗干涉仪的基础上，主要由压电陶瓷、光纤、自聚焦透镜和高反射镜等组成。压电陶瓷在扫描电压的驱动下会产生机械形变，从而改变F-P干涉仪的腔长，使透过F-P腔的光波长发生变化。

F-P可调谐滤波器具有自由光谱范围宽、精细度高、调谐速度快、功耗低等诸多优点。但是，由于压电陶瓷具有迟滞性、非线性及零点漂移现象，导致F-P可调谐滤波器的稳定性和重复性较差。通常还需要额外的波长标准仪来进一步校准，系统结构较为复杂。此外，F-P干涉仪对反射镜的表面平整度、镀膜精度、镜面反射率及两镜面间的平行度要求都很高，光学加工难度较大。

发明内容

本发明提出一种稳定性高、重复性好且无光路耦合环节的基于微纳光纤波导耦合效应的基于微纳光纤的温控可调谐光纤滤波器及其制作方法。

本发明的目的是这样实现的，一种基于微纳光纤的温控可调谐光纤滤波器，其特征是：至少包括：微纳光纤和平板光波导，所述的微纳光纤由单模光纤通过熔融拉锥工艺制成两端直径不变，中间为微纳量级的腰区结构，细腰区长度至少大于或等于平板光波导的长度，将微纳光纤与平板光波导通过光学胶黏贴制成波导耦合结构。

所述的微纳光纤与平板光波导通过光学胶黏贴在玻璃基底上。

所述的微纳光纤与平板光波导通过光学胶粘合在一起，光学胶将微纳光纤的细腰区完全包裹起来。

所述的微纳光纤与平板光波导通过光学胶包裹在一起，固定在温控腔体内。

一种基于微纳光纤的温控可调谐光纤滤波器的制作方法，其特征是：至少包括如下步骤：

通过熔融拉锥工艺将单模光纤拉锥到微纳量级，形成带尾纤的微纳光纤，控制微纳光纤的拉锥长度，得到具有不同腰区直径的微纳光纤；

将制得微纳光纤的腰区置于在平板光波导上，并控制微纳光纤与平板光波导之间的耦合间距使其形成弱波导耦合结构；

将步骤中得到的耦合结构整体固定在玻璃基底，并采用低折射率的光学胶将微纳光纤与平板波导耦合结构完全封装起来；

待光学胶固化后，将制得的耦合结构密封在温控腔体内。